Найден способ перепрограммировать мозг

Ученым из Массачусетского технологического института удалось перепрограммировать нейронную сеть в мозге мышей, выявив механизмы, лежащие в основе нейропластичности. Статья с результатами работы опубликована в журнале Science.

Известно, что нейронные сети в мозгу способны изменяться в ответ на конкретные сенсорные сигналы, но при этом продолжают оставаться стабильными. В тот момент, когда по нейрону проходит электрический импульс, усиливаются или ослабляются его связи с другими нервными клетками. Этот процесс лежит в основе нейропластичности — свойства мозга человека и животных изменяться при определенных условиях и даже восстанавливать утраченные связи.
 

Исследователи осуществили перепрограммирование отдельных нейронов в первичной зрительной коре у бодрствующих мышей. Грызунам провели вскрытие черепа, после чего в интересующий нейрон был введен ген флуоресцирующего белка GCaMP6, который начинает испускать свет при прохождении через клетку импульса. Это было необходимо для визуализации изменений, происходящих в клетке. Кроме того, в некоторые нервные клетки по соседству был внедрен ген CHR2, кодирующий белок родопсин, вызывающий возбуждение нейронов в ответ на прямое облучение светом.

Читайте также:  Батарейный комплекс Tesla потеснил газовую генерацию Австралии

Изменения в нейроне отслеживали с помощью двухфотонной микроскопии. Через пять дней после операции грызунам, у которых в ходе эксперимента была зафиксирована голова, демонстрировали серый экран с белым квадратом, появляющимся на одну секунду в случайных точках. При этом в определенные моменты белый квадрат попадал в точку (мишень), которая была смещена немного в сторону от «поля зрения» нейрона с флуоресцирующим белком, но «воспринималась» некоторыми другими нейронами по соседству с ним.

Схема эксперимента

Изображение: Science.sciencemag.org

В тот момент, когда квадрат совпадал с мишенью, происходила световая стимуляция «воспринимающих» его нейронов. В результате у нейрона с GCaMP6 наблюдалось увеличение размеров дендритных шипиков, образующих синаптические соединения с этими клетками. Это позволяло сместить его «поле зрения» на мишень. Одновременно с этим уменьшались шипики, соединяющие нейрон с клетками, не участвующими в проведении зрительного сигнала. Таким образом осуществлялось перепрограммирование небольшой нервной сети.

Ученые также зафиксировали изменения в активности белковых рецепторов AMPA, которая коррелировала с усилением и ослаблением связей. По словам исследователей, им впервые удалось перепрограммировать отдельные нейроны в мозге живого существа и наблюдать за молекулярными механизмами, лежащими в основе пластичности.

Читайте также:  Мощнейшая в мире ветровая турбина MHI Vestas выдаст 10 МВт энергии

 

Не жмись, лайкни!!!

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:

Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru
Подробнее в Технологии
Очень Большой Телескоп и «Хаббл» помогли проверить теорию относительности

Группа европейских астрономов выполнила самую точную на сегодняшний день проверку общей теории относительности Эйнштейна (ОТО) вне Млечного Пути. В этом им помог...

Ученые нашли гены, связанные с интеллектом

Ученые провели ряд исследований, результаты которых позволили уточнить генетическую основу интеллекта и невротизма. Работы опубликованы в журнале Nature Genetics. Отмечается,...

Первым делом самолеты? Насколько «Боинг» обогнал «Туполева» и «Илюшина»

Первые советские пассажирские самолеты уже давно сняты с эксплуатации, а американские все еще летают Любопытное сравнение качества отечественных и зарубежных...

Европа откажется от «Союзов» на Куру

Европа к 2023 году допускает отказ от коммерческих запусков российской ракеты-носителя «Союз-СТ» с экваториального космодрома Куру (Французская Гвиана) в пользу...

Закрыть